高頻高效升壓DC/DC轉換器制造技術

本實用新型專利技術公開了高頻高效升壓ＤＣ／ＤＣ轉換器，包括電壓基準源電路、誤差放大器、電流檢測電路、電流誤差運算放大器、ＰＷＭ比較器、振蕩電路、過壓及過流保護電路、邏輯控制電路、高端管驅動電路、低端管驅動電路，其特點是：ＰＷＭ／ＰＦＭ切換控制電路的輸入端分別連接基準源電路和電流誤差運算放大器的輸出端，ＰＷＭ／ＰＦＭ切換控制電路的輸出端連接振蕩電路；利用ＰＷＭ／ＰＦＭ控制切換電路，當負載電流較大時，通過固定頻率、調節時鐘占空比的方法進行轉換輸出控制，當較小負載電流時，則通過固定導通時間、調節時鐘頻率的方法進行控制，保證了全負載條件下獲得高轉換效率。本實用新型專利技術適合于各種便攜式電子產品的電源管理。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及DC/DC轉換器，具體涉及釆用PFM/PM混合模式控制的高頻 高效升壓DC/DC轉換器。
技術介紹
DC/DC轉換器是一種將不穩定的直流電源變換成一種穩定的所需要的直流 電源來給電子設備供電的電子裝置。DC/DC轉換器的內部控制方式，從原理上包 含P麗控制(脈沖寬度調制)和PFM控制(脈沖頻率調制)兩種工作模式。通 常，P麗工作模式在大負載情況下更能保證輸出的穩定性和較高的轉換效率，而 小負載的情況下PFM工作模式則表現更好。傳統的DC/DC轉換器一般釆用其中 的一種方法，不能^艮好的解決在不同負載下的效率問題。本技術采用一種 獨特的PFM/P麗混合模式控制方式，很好的解決了在全負載下效率都很高。傳統的DC/DC轉換器，通常都依托控制主芯片，將調整管/功率輸出管外置，采取多芯片混合集成或厚膜二次集成的方式組裝而形成，體積大、轉換效率低、生產加工及調試復雜。本技術依托先進的半導體集成電路加工工藝，將以往用二次集成方式實現的DC/DC轉換器，在國內率先用單芯片集成的方式進行實現。DC/DC轉換器的轉換效率、開關頻率等多項技術參凄史已經達到國外同類產品的技術指標。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題在于提供一種采用獨特的PFM/P麗混合模式控制方式實現的高頻高效升壓DC/DC轉換器。為了解決上述扶術問題，本技術的一個技術方案是，提供一種高頻高 效升壓DC/DC轉換器，包括電壓基準源電路、誤差放大器、電流檢測電路、電 流誤差運算放大器、P麗比較器、振蕩電路、過壓及過流保護電路、邏輯控制電 路、高端管驅動電路、低端管驅動電路，其中電壓基準源電路的輸入端連接電路使能端，電壓基準源電路的一個輸出端 連接誤差放大器的一個輸入端，誤差放大器的另一個輸入端連接由電阻Rl、 R2 組成的分壓電路，誤差放大器的輸出端連接電流誤差運算放大器的一個輸入端， 電流誤差運算放大器的另 一個輸入端連接電流檢測電路的輸出端，電流誤差運 算放大器的輸出端連接P麗比較器的一個輸入端，P麗比較器的另一個輸入端連 接振蕩電路的輸出端，P麗比較器的輸出端連接邏輯控制電路的一個輸入端，邏 輯控制電路的另 一個輸入端連接過壓及過流保護電路的輸出端，邏輯控制電路 的輸出端分別連接高端管驅動電路和低端管驅動電路，高端管驅動電路的輸出 端連接同步整流管Tl，低端管驅動電路的輸出端連接功率調整管T2;其特點是 PWM/PFM切換控制電路的輸入端分別連接電壓基準源電路和電流誤差運算放大 器的輸出端，P麗/PFM切換控制電路的輸出端連接振蕩電路的控制端。利用 PWM/PFM控制切換電路，當負載電流較大時，通過固定頻率、調節時鐘占空比的 方法進行轉換輸出控制，當較小負載電流時，則通過固定導通時間、調節時鐘 頻率的方法進行控制，保證了全負載條件下獲得高轉換效率。根據本技術的一個優選方案，在電流誤差運算放大器的輸出端與地之 間連接一個有源電容補償電路，有源電容頻率補償技術保證了 DC/DC轉換器的 環路穩定性。根據本技術的一個優選方案，所述P麗/PFM切換控制電路由PFM比較 器和脈沖觸發控制器組成，所述PFM比較器的一個輸入端連4妄電壓基準源電路 的一個輸出端，PFM比較器的另一個輸入端連接電流誤差運算方文大器的輸出端， PFM比較器的輸出端連接單脈沖觸發控制器的輸入端，單脈沖觸發控制器的輸出 端連接振蕩電路的控制端。才艮據本技術的一個優選方案，所述有源電容補償電路由電阻R3、 R4、 R5、 R6、補償電容C1、 C2、運算放大器組成，其中，電阻R3、 R4、 R5串聯，電 阻R3的一端連接電流誤差運算放大器的輸出端，電阻R5的一端接地，運算放 大器的同相輸入端連接在電阻R3、 R4的連接節點上，運算》文大器的反相輸入端 連接在電阻R4、 R5的連接節點上，運算放大器的反相輸入端與輸出端之間連接 電阻R6，運算放大器的輸出端通過補償電容C2接地。根據本技術的一個優選方案，所述邏輯控制電路由與門CD1、 CD3、 CD4、 與非門CD2組成，所述與門CD1的一個輸入端連接過壓及過流保護電路的輸出 端，與門CD1的另一輸入端連接電路使能端，與門CD1的|斬出端分別連接與非 門CD2的輸入端和與門CD4的一個輸入端，與非門CD2的車俞出端連接與門CD3 的一個輸入端，與門CD4的另一個輸入端和與門CD3的一個車lT入端同時連接PWM 比較器的輸出端，與門CD3的輸出端連接高端管驅動電路，與門CD4的輸出端 連接低端管驅動電路。才艮據本技術的一個優選方案，所述同步整流管Tl和功率調整管T2集 成在控制芯片內部，且使同步調整管的導通電阻很小，當功率調整管T2關閉的 時候，利用它來延續電流的回路，從而減小能量損失，提高了整個轉換器的效 率，同時進一步減小系統使用體積。本技術所述的高頻高效升壓DC/DC轉換器的有益效果是，本技術 采用一種獨特的PFM/P麗混合模式控制方式，保證了全負載條件下獲得高轉換 效率，在DC/DC轉換器內部集成有源電容頻率補償實現整個環路的穩定，同時， DC/DC轉換器內部集成了同步整流管，進一步提高轉換效率又減小了系統的體 積，本技術的DC/DC轉換器效率高、體積小，適合于各種便攜式電子產品 的電源管理。附圖說明圖1是本技術所述的高頻高效升壓DC/DC轉換器的原理框圖。 圖2是本技術所述的P麗/PFM切換控制電路12的原理框圖。 圖3是本技術所述的單脈沖觸發控制器14的原理框圖。 圖4是本技術所述的有源電容補償電路5的原理框圖。具體實施方式參見圖1，本技術所述的一種高頻高效升壓DC/DC轉換器，由電壓基準 源電路l、誤差放大器2、電流檢測電路3、電流誤差運算放大器4、有源電容 補償電路5、 P麗比較器6、振蕩電路7、過壓及過流保護電路8、邏輯控制電路 9、高端管驅動電路IO、低端管驅動電路ll、 P麗/PFM控制切換電路12、同步 整流管T1、功率調整管T2構成，其中電壓基準源電路l的輸入端連接電路使 能端，電壓基準源電路1的一個輸出端連接誤差》文大器2的同相輸入端，誤差 放大器2的反相輸入端連接由電阻R1、 R2組成的分壓電路，誤差放大器2的輸 出端連接電流誤差運算放大器4的反相輸入端，電流誤差運算放大器4的同相 輸入端連接電流檢測電路3的輸出端，在電流誤差運算放大器4的輸出端與地 之間連接有源電容補償電路5，同時，電流誤差運算放大器4的輸出端連接P麗比較器6的反相輸入端，PWM比較器6的同相輸入端連接振蕩電路7的輸出端， P麗比較器6的輸出端連接邏輯控制電路9的一個輸入端，邏輯控制電路9的另 一個輸入端連接過壓及過流保護電路8的輸出端，邏輯控制電路9的輸出端分 別連接高端管驅動電路10和低端管驅動電路11,高端管驅動電路10的輸出端 連接同步整流管Tl,低端管驅動電路11的輸出端連接功率調整管T2; PWM/PFM 切換控制電路12的輸入端分別連接電壓基準源電路1和電流誤差運算放大器4 的輸出端，P麗/PFM切換控制電路12的輸出端連接振蕩電路7的控制端。同時， 所述同步整流管Tl和功率調整管T2集成在控制芯片內部，P麗/PFM控制切換 電路12本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高頻高效升壓ＤＣ／ＤＣ轉換器，包括電壓基準源電路（１）、誤差放大器（２）、電流檢測電路（３）、電流誤差運算放大器（４）、ＰＷＭ比較器（６）、振蕩電路（７）、過壓及過流保護電路（８）、邏輯控制電路（９）、高端管驅動電路（１０）、低端管驅動電路（１１），其中：　　　　電壓基準源電路（１）的輸入端連接電路使能端，電壓基準源電路（１）的一個輸出端連接誤差放大器（２）的一個輸入端，誤差放大器（２）的另一個輸入端連接由電阻Ｒ１、Ｒ２組成的分壓電路，誤差放大器（２）的輸出端連接電流誤差運算放大器（４）的一個輸入端，電流誤差運算放大器（４）的另一個輸入端連接電流檢測電路（３）的輸出端，電流誤差運算放大器（４）的輸出端連接ＰＷＭ比較器（６）的一個輸入端，ＰＷＭ比較器（６）的另一個輸入端連接振蕩電路（７）的輸出端，ＰＷＭ比較器（６）的輸出端連接邏輯控制電路（９）的一個輸入端，邏輯控制電路（９）的另一個輸入端連接過壓及過流保護電路（８）的輸出端，邏輯控制電路（９）的輸出端分別連接高端管驅動電路（１０）和低端管驅動電路（１１），高端管驅動電路（１０）的輸出端連接同步整流管Ｔ１，低端管驅動電路（１１）的輸出端連接功率調整管Ｔ２；　　　　其特征在于：ＰＷＭ／ＰＦＭ切換控制電路（１２）的輸入端分別連接電壓基準源電路（１）和電流誤差運算放大器（４）的輸出端，ＰＷＭ／ＰＦＭ切換控制電路（１２）的輸出端連接振蕩電路（７）的控制端。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊仕強，
申請(專利權)人：重慶鵬陽電子科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：85[中國|重慶]